淺論某大橋加固工程實踐
2017-10-17
一、工程概況:
該大橋全長196m,為3×20m預(yù)應(yīng)力砼空心板+3×30m預(yù)應(yīng)力砼T梁+5×20m預(yù)應(yīng)力砼空心板。該橋軸線與水流方向呈45°。橋面為15.0m+2×1.75m。該橋設(shè)計荷載為汽―超20,掛―120,于1992年8月動工興建,1993年4月竣工通車。二、橋涵設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)
1.設(shè)計荷載:汽車-超20, 掛車-120。
2.橋面寬度: 15m+2×1.75m。
三、橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計
根據(jù)《檢查報告》,目前該大橋的主要病害為橋面出現(xiàn)較大面積的縱向裂縫和橫向裂縫,并且有繼續(xù)發(fā)展的趨勢;主跨橫隔板濕接縫開裂,重車通過時發(fā)生相對錯動;空心板鉸縫開裂,出現(xiàn)滲水現(xiàn)象。橋梁下部結(jié)構(gòu)良好。因此,該大橋的病因為橫向聯(lián)系剛度不足或失效引起橋面縱向開裂,橋面鋪裝混凝土和更換伸縮處的混凝土質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計要求,致使橋面出現(xiàn)多處橫向裂縫、混凝土破碎等現(xiàn)象。
1.橋面鋪裝改造
根據(jù)《檢查報告》的描述,30米跨橋面鋪裝出現(xiàn)嚴(yán)重的縱向裂縫外,20米跨的橋面鋪裝也普遍存在縱、橫向裂縫或者龜裂現(xiàn)象,有必要對全橋的橋面鋪裝打掉重做。重做的橋面鋪
裝采用C40鋼纖維砼,其抗折強(qiáng)度為5MPa,鋪直徑ФR12mm間距10×10cm的冷軋帶肋鋼筋焊接網(wǎng),鋼筋級別CRB550,強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值550MPa;鋼纖維砼的鋼纖維含量為50kg/m3,采用剪切型鋼纖維,長度32.4mm,斷面0.42×0.82mm,抗拉強(qiáng)度370MPa。為提高橋面鋪裝砼與梁板的結(jié)合能力,于橋面板植筋,直徑Φ12,植入橋面板深5cm,用建筑結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)固定,間距50×50cm。
圖1 半幅鋪裝層橫斷面
圖2 空心板鉸縫補(bǔ)強(qiáng)鋼筋網(wǎng)橫斷面
圖3 30m T梁橫隔板加固圖
2.中橫隔板加固
根據(jù)《檢查報告》的描述,該大橋30m跨T梁“橫隔板兩側(cè)全部發(fā)現(xiàn)有豎向裂縫,裂縫位于濕接縫的施工縫處,豎向通長開裂,裂縫寬度在0.30mm～0.41mm之間。當(dāng)橋面有重車經(jīng)過時,裂縫兩側(cè)發(fā)生相對錯動。橫隔板端部未發(fā)現(xiàn)裂縫。T梁間的濕接縫局部發(fā)現(xiàn)有縱向裂縫,觀測到的最大裂縫寬度為0.13mm,并伴有白色析出物。”。因此,30m跨T梁橋面出現(xiàn)縱向裂縫的根本原因在于T梁的橫向剛度受損嚴(yán)重,必須對橫梁采取加固措施?？紤]到本橋跨橫隔板設(shè)計配筋相對較少,如用打掉濕接縫砼重澆的做法,一是本身配筋不夠,二怕新舊砼接觸面結(jié)合不好,因此采用粘貼鋼板加螺栓固定的加固方法。
3.伸縮縫改造
由于現(xiàn)有伸縮縫局部破壞嚴(yán)重,周邊砼裂縫較多,個別伸縮縫由于安裝不當(dāng),縫寬超值(頂緊或拉斷橡膠帶),加上橋面鋪裝厚度及橫坡改變,因此,所有伸縮縫都需進(jìn)行更換。
4.欄桿、人行道及燈柱改造
欄桿柱、扶手、欄柵等混凝土保護(hù)層碳化嚴(yán)重,鋼筋外露,個別扶手被撞斷,燈柱是后來加上去的,位于人行道中間,影響行人。根據(jù)“評審意見”,也列入改造之中。欄桿改為較輕的不銹鋼欄桿,燈柱移至欄桿平面內(nèi),人行道鋪彩色人行道磚。
四、施工注意事項
施工工藝及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)嚴(yán)格按照《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》JTJ041-2000及有關(guān)規(guī)程的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。同時,施工前認(rèn)真閱讀設(shè)計圖紙,領(lǐng)會設(shè)計意圖,嚴(yán)格按照圖紙施工,并結(jié)合圖紙尺寸進(jìn)行復(fù)核。除此之外還要特別注意以下事項:
1.中橫隔板加固用材料要求
所用錨栓及鋼板為16錳鋼,其技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合國家有關(guān)規(guī)定。
建筑結(jié)構(gòu)膠的力學(xué)指標(biāo)不得低于下表值:
項 目
指 標(biāo) 低粘度結(jié)構(gòu)膠
TJ-LR 中粘度結(jié)構(gòu)膠
TJ-MR 高粘度結(jié)構(gòu)膠
TJ-HR
抗壓強(qiáng)度(MPa) 50 50 50
抗拉強(qiáng)度(MPa) 60 60 60
抗剪強(qiáng)度(MPa) ≥10 ≥10 ≥10
粘結(jié)正拉強(qiáng)度(MPa) ≥3 ≥3 ≥3
延伸率(%) ≥3 ≥3 ≥3
結(jié)構(gòu)膠適用部位 0.05～0.20mm
裂縫壓漿 0.2～1.0mm裂縫
壓漿 1.0mm以上裂縫壓漿和鋼板粘貼及植筋
2.橋面鋪裝施工
全部鑿除舊橋面鋪裝砼,充分鑿毛T梁板面(或空心板面)砼,使表面粗糙,露出砂、石。按設(shè)計植入抗剪鋼筋,先鉆孔、清孔、吹干,注入植筋膠植筋。植筋完成后,安裝焊接帶肋鋼筋網(wǎng),鋼筋網(wǎng)以抗剪鋼筋為定位固定支撐,務(wù)必綁扎牢固。梁板面沖洗干凈并涂三遍無機(jī)水性密封防水層后,再澆筑新的橋面鋪裝砼。
3.T梁中橫隔板加固施工程序及技術(shù)要求:
(1)T梁中橫隔板加固采用滿堂支架施工
(2)螺栓孔放樣并鉆孔
?、?按施工圖孔位在混凝土粘貼面上放樣,為防止孔位碰上鋼筋,先用鋼筋
探測器探測,如有鋼筋可適當(dāng)移動孔位。按孔位鉆孔。
?、?按混凝土粘貼面上的實際孔位在鋼板上鉆孔。
(3)對貼鋼板處的混凝土表面處理
① 全面鑿入表面2～3mm深,以露砂、石新面。并要求貼鋼板范圍內(nèi)的混凝土表面平整度不得大于2mm,如超過,需打磨平整。
?、?表面碳化或松散的混凝土必須鑿除。
?、?對混凝土面有凹槽,深度大于3mm的用環(huán)氧樹脂砂漿抹平。
④ 用無油棉絲醮丙酮擦拭混凝土粘合面,除去油污,并保持干燥、清潔狀態(tài)。
(4)鋼板粘貼表面處理
鋼板粘結(jié)面表面必須處理,可用噴砂或平砂輪打磨除銹,直至出現(xiàn)金屬光澤,并用無油棉絲醮丙酮擦拭鋼板粘合面,直到用新棉絲醮丙酮擦拭后不見污垢為止。
(5)配制建筑結(jié)構(gòu)膠
按設(shè)計技術(shù)要求和施工操作時間配制建筑結(jié)構(gòu)膠。
(6)橫隔板裂縫灌膠
①裂縫口鑿毛、刮刷、縫內(nèi)灰塵吹清、吹干、涂抹密封膠、壓刮和養(yǎng)生。
?、谧{器,自下而上進(jìn)行,壓力由小到大,一般最大壓力0.6MPa,穩(wěn)壓3分鐘,關(guān)閉進(jìn)漿閥門,待漿在受壓狀態(tài)下凝固。
(7)鋼板粘貼及螺栓固定
?、?選擇晴朗、干燥天氣施工。
?、趯⑿屡浜脭嚢杈鶆虻慕ㄖY(jié)構(gòu)膠緊密、均勻地分別涂抹在混凝土和鋼板粘結(jié)面上,使之中央抹膠厚度達(dá)到3mm,四周可薄些.。
③ 安裝鋼板,插入螺栓,迅速擰緊螺栓,使鋼板與混凝土緊密粘合,擠出多余的建筑結(jié)構(gòu)膠。
(8)外露鋼板除銹防護(hù)
鋼板外露部分防銹處理,可采用F53-1酚醛樹脂防銹漆,涂刷兩片。涂刷前用丙酮擦去油污,呈現(xiàn)金屬光澤,并保持干燥,再涂刷防銹漆。之后再涂一層灰色防水漆,可采用F55-1酚醛樹脂耐水漆。
4.空心板鉸縫補(bǔ)強(qiáng)施工
第19孔空心板鉸縫開裂,于空心板面鉸縫處鋪垂直鉸縫的Φ12。鑿開舊橋面鋪裝后,檢查鉸縫混凝土是否有松散、裂縫、或強(qiáng)度達(dá)不到要求的情況,如有,則鑿除重新澆筑。另外,第3孔按竣工圖是空心板結(jié)構(gòu),如有第19孔類似情況,也需作同樣的處理。
5.欄桿柱、燈柱座施工
?、贆跅U柱座
欄桿柱座為原有欄桿柱的預(yù)留槽,拆除原欄桿柱后,將預(yù)留槽5個面的混凝土表面鑿毛,清除混凝土渣,洗刷,定位鋼板及預(yù)埋鋼筋,在預(yù)留槽充分濕潤的狀態(tài)下澆筑C30微膨脹混凝土,務(wù)必密實。
?、跓糁?
燈柱座為原有欄桿柱的預(yù)留槽,拆除原欄桿柱后,將預(yù)留槽底面的混凝土表面鑿毛,其余4面的混凝土鑿去鋼筋保護(hù)層,露出鋼筋與本設(shè)計的N1、N2鋼筋焊接,清除混凝土渣,洗刷,定位鋼板及預(yù)埋鋼筋,焊接鋼筋,在預(yù)留槽充分濕潤的狀態(tài)下澆筑C30微膨脹混凝土,務(wù)必密實。
6.施工期間對車輛通行的要求
為保證新鋪橋面混凝土和46mT梁橫隔板加固的質(zhì)量,橋面改造和橫隔板加固期間,橋上禁止機(jī)動車通行,機(jī)動車可繞道通行。
五、該大橋加固工程完工后 ,大橋面貌煥然一新,恢復(fù)了運輸功能,改善了交通狀況
通過該大橋加固工程實踐,使我們進(jìn)一步認(rèn)識到舊橋加固是較復(fù)雜的工程,應(yīng)高度重視,謹(jǐn)慎進(jìn)行。選定加固方案應(yīng)先對原橋進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查、分析、研討,提出多個方案進(jìn)行比較論證,選擇最經(jīng)濟(jì)有效的方案。在施工中要加強(qiáng)對結(jié)構(gòu)的觀察,做好交通安全工作,防止事故發(fā)生。該大橋加固工程的順利完成,可為今后同類型橋梁的維修加固提供借鑒。
參考文獻(xiàn):
[1]張樹仁 王宗林編著《橋梁病害診斷與改造加固設(shè)計》 人民交通出版社2006年
[2]侯發(fā)亮編著 《建筑結(jié)構(gòu)粘結(jié)加固的理論與實踐》 武漢大學(xué)出版社2003年
